Saugkraft einer Düse vervielfachen ? (gelöst)

Hallo!

Wie schon einige wissen, versuche ich einen effizienten Saugroboter zu bauen. Dafür möchte ich schon von mir akzeptierte Luftpumpe verwenden. Mir ist eine Idee eingefallen, über die ich jetzt ein bißchen diskutieren möchte, mit der Hoffnung, dass es vielleicht noch besser und vor allem einfacher geht.

Ich möchte das Prinzip des Verteilers (wie bei Autos für Zündung) verwenden, dass eine Düse auf z.B. 5 kleinere verteilt wird. Die kleinere werden "gemultiplext", so das die gesamte theoretisch 5-fache Saugkraft haben sollte. Zum Multiplexen will ich Elektroventile nehmen.

Der Verteiler sollte momentan für bestimmte Zeit nur eine klene Düse mit der saugender Pumpe durch Filter verbinden. Die Geschwindigkeit bzw. Bewegung mit Pausen des Bots wird selbstverständlich ensprechend angepasst. Meine Idee habe ich im Code skizziert.

Ich frohe mich sehr auf jeden Hilfreichen Beitrag im voraus. :)

MfG

Code:

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                  A
                  |
    .-------------------------.
    |        Luftpumpe        |
    '-------------------------'
                  A
                  |
    .-------------------------.
    |        Filter          |
    '-------------------------'
                  A
                  |
    .------------|------------.
    |Verteiler  |            |
    |            |            |
    |  +----+----+----+----+  |
    |  |    |    |    |    |  |
    | / \  / \  / \  / \  / \ |
    |( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )|
    | \_/  \_/  \_/  \_/  \_/ |
    '--|----|----|----|----|--'
        A    A    A    A    A
    .--|----|----|----|----|--.
    | ___  ___  ___  ___  ___ |
    |(___)(___)(___)(___)(___)|
    '-------------------------'
              Saugdüse

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mal paar denkansäzte von mir.
das wird dir nichts bringen. denn saugkraft kannst du dadurch nicht einfach herzaubern. der einzige vorteil wäre du hättest zwar puntuelll mehr saugkraft aber (jetzt der nachteil) du müsszesz langsamer fahren. du wirst durch versuche oder vlt. gibt es tabelen heraus finden müssen die optimale saugkraft und saug geschwindigkeit(wie lange du auf einer stellle bleibst).
hast du schon passende magnetventile?manche brachen halte strom das sie offen oder zu sind der strom könnte dein tollen gut durch dachten saugbot wieder uneffektiv machen wenn du schon eine düse nutzwillst lass sie doch mechanich bewegen mit stützrollen das du dann auch den optimalen abstand zum boden hast es soll ja nicht reiben aber auch kein zu großer spalt enstehen

Deine idee hat einen vorteiel das wen eine düse dicht ist oder durch papier ... verstopft wird nicht alles blockiert mit ist beim ersten test einer der motoren draufgegangen da bei bildung von unterdruck doch ne mänge kraft frei wird und dadurch die motoren viel mehr belastet werden.

Hallo!

@ Thomas$!

Vielen Dank für so rasches Echo von dir! :)

Zuerst wollte ich einen Schlauch hin und her durch die Breite des Bots mechanisch bewegen. Die für den Bot vorgesehene Schläuche sind jedoch so hard, dass sie nur fest verlegt werden können, deswegen die Idee mit dem Verteiler die "virtuell" kleine Düse "bewegen" sollte.

Ausserdem ist die Mechanik meine Schwäche und die Ventile zum Öffnen (wie bei einer Waschmaschine) sollten ziemlich wenig Strom brauchen, weil der Unterdruck nur ca. 240 mm WS (0,024 bar) beträgt.

@ theborg

Danke schön, das du mich auf ein Vorteil aufmerksam gemacht hast, an den ich nicht gedacht habe ! :)

Ich denke, dass dadurch, dass die Luftpumpe schon um 2 A braucht, würde ein Ventil nicht ins Gewicht fallen.

MfG

ja irgentwie sowas hab bei meinen überlegt ne kleine blechmembrane zu bauen die im normalen saugbetrib dicht ist und bei zuviel last einfach aufgeht man könte des auch elektronisch machen (Druckmesser)

Es gibt sehr elastische Silikonschläuche, die für sowas geeignet wären.
Das Problem ist aber, dass der Schlauch eine bestimmte Zeit lang am selben Platz sein muss, um den Staub einzusammeln. Deswegen wird der Robo nur sehr langsam fahren können.
Den Schlauch könnte man mit einem Servo hin und her bewegen.

Gruß, Yaro

Hallo yaro!

Ich glaube langsam auch, dass es die einfachste Möglichkeit seien wird, weil geeignete Ventile entweder zu groß oder zu teuer sind. Es muss nicht gerade sein, könnte auch ein Kreisteil sein, dafür finde ich hoffentlich bei Pollin etwas geeignetes (z.B. Scheibenwischermotor).

Die Geschwindigkeit ist für mich nicht so wichtig, da es sauber und nicht unbedingt schnell seien soll... :)

MfG

Hallo!

Wie wäre es mit langsam fahrendem sich ständig drehendem rundem Bot mit am Rand fest montierten dünner Saugdüse, die ganze Fläche spiral saugt?

Mechanisch sollte es am einfachsten sein, weil die rotierende Bürste könnte auch sehr small sein, oder ?

MfG

hm da könnte das steuern nen Problem werden denke mal du willst ja auch ne art Muster fahren, mein Bot wird Rund mit innen liegenden reifen vorne ist der Grade die saugeinheit kommt an die Grade Fläche und etwas mit an den Seiten längs wie nen u hab mir überlegt dafür Gummilamellen zu machen als Idee hatte ich die saugeinheit lang zu machen aber relativ schmal also so ca. 1-2cm breit.

Du könntest auch einfach nur die Saugeinheit auf einer rotierenden Plattform über dem eigentlichen Chassis befestigen. So hast du leichte Navigation und trotzdem das gewünschte Ergebnis.
Wo ich mir aber skeptisch bin ist, ob die Saugleistung ausreicht, um den Boden tatsächlich sauber zu bekommen. Schon bei normalen Staubsaugern lässt die putzwirkung sofort sehr stark nach, sobald die Saugspitze nicht richtig auf dem Boden aufliegt... dieses Problem müsste man irgendwie lösen (abhängig von der Bodenbeschaffenheit).

Wie willst du die Stromversorgung eigentlich leißten?
Soll der Robo automatisch zu einer Ladestation Fahren, wenn er fast leer ist?

Gruß, Yaro

Hallo!

@ theborg!

Was ich will ist leider nicht immer gleich dem, was ich kann... :)

Mein oberster Ziel ist mir einen Helfer zu schaffen, weil ich immer weniger Zeit (sprich: Lust) habe, mit dem grossen und schweren 1200 W Staubsauger in meiner Wohnung, wie im Fitnessstudio zu trainieren.

Was am Ende raus kommt ist mir immer anfangs unbekannt und ich ändere meine Pläne immer um das einfachste zu machen, da ich wahrscheinlich überdurchschnittlich faul bin... O:)

Es kann sein, das wegen komplizierzer Steuerung, ich bei Zufalfahrt bleibe. Zuerst werde ich jedoch zum Navigieren einen bei starten einstelbaren Kompas ausprobieren. Momentan will ich ein möglichst effizientesten Staubsauger bauen und über Steuerung dessen Fahrt werde ich mich erst später kümmern.

@ yaro

Über rotierende Platform auf dem Bot habe ich anfangs gedacht, aber wegen für mich zu komplizierter Mechanik diese Lösung schon vergessen.

Das mit der per Hand bewegender Saugdüse stimmt. Ich denke aber, dass fest montierte Düse immer (fast) gleiche Position zum Boden haben müsste.

Ich möchte zwei Steckernetzteile aus dem ROBO MAXX fürs Laden anschliessen, da ich die zwei originale 6V / 2,8 Ah Bleiakkus in meinem Bot verwenden möchte. Sie werden einfach durch Schalter beim Betrieb seriell verbunden und getrennt geladen.

@ alle

Ich habe meinen 1200 W Staubsauger mit meiner 20 W Luftpumpe verglichen:

1200 W Staubsauger, Schlauch mit Innendurchmesser 30 mm

Statischer Unterdruk...: 1200 mm WS (1 mm WS pro 1 W)
Pitotrohr im Schlauch..: 100 mm WS
Pitotrohr in Saugdüse : 0

20 W Luftpumpe, Schlauch mit Innendurchmesser 13 mm

Statischer Unterdruck.................: 240 mm WS (12 mm WS pro 1 W)
Pitotrohr in Schlauch=Saugdüse : 200 mm WS

Die Ergebnisse möchte ich nicht kommentieren und denke, dass auch kleiner Staubsauger effizient seien könnte...

MfG

Ich blamier' mich einfach mal ordentlich und werfe euch einen Gedanken vor die Füsse:

Die Wirksamkeit eines Staubsaugers ist ja das Ergebnis zweier unterschiedlicher Vorgänge:
1) Das Lösen des Drecks (Haare, etc) vom Untergrund
2) und das dann abtransportieren.

Am Laminat- oder Fliesenboden rumkullernde Wollmäuse (Flusen, wie heisst sowas bei euch ?) oder Hundehaare entfernt jeder Handstaubsauger von Aldi tadellos.
Für diese Anwendung sind ja imho die ganzen rezenten Staubsauger-Roboter gemacht und das geht ja ganz gut, wie ich höre.

Der gleiche Dreck auf einem Teppichboden erfordert aber schweres Gerät. Bei kleinen Staubsaugern hilft ev. eine zusätzliche Düse und punktueller Einsatz. Sonst geht das nur mit dem 1200 W Monster.

Jetzt kommt der grenzgeniale PicNick-Denkansatz:

Was, wenn man mit ganz kleiner rotierender Düse, dafür aber hoher Druck ( a la Hochdruckreiniger-Fräse ) den Dreck erstmal löst und aufwirbelt, und diese Wolke mit dem eigentlichen Sauger absaugt.

Vorteil: Die eigentlich Saugleistung muss garnicht so toll sein (siehe oben), da sie ja nur Freischwebendes absaugen muss.
Und eine dünnen Strahl mit hohem Druck zu erzeugen, erfordert weniger bewegtes Luftvolumen.

Also insgesamt ein Luft-Kärcher mit Absauganlage :-)


So, ich jetzt bitte ich um Schläge oder drei Tage mit Wasser und Brot.

Hallo PickNick!

Warum Schläge. Willst du wie Schwarze(r/n N)eger aussehen, da Wasser und Brot kannst du dir hoffentlich noch leisten... :)

Über Ersetzung einer rotierender Bürste, die beim Teppichboden nötig ist, durch Luft, aus der man wachrscheinlich keine Flusen entfernen muss, habe ich schon gedacht. Luft unter Druck ist schon am Ausgang der Luftpumpe vorhanden.

Mich haben jedoch kompetente Leute gewarnt, dass ich bei dieser Lösung, die ich noch nicht selber ausprobiert habe, angeblich den ganzen Dreck vom Teppichboden in der Luft haben könnte. Weil ich zum Atmen lieber saubere Luft verwende, habe ich bisher solche Experimente nicht gewagt.

Es gibt noch ein Problem. Sogar starker Staubsauger hat große Probleme mit kleinen Metallsplitter, die jeder Bastler kennt. Fürs Eisen hilft ein Magnet, aber was könnte man mit anderen Metallen machen ?

MfG

hm dü köntest auch was ganz anderes versuchen ne rotierende Bürste und dahinter die absaugung auf die bürste gerichtet d.h. die bürste wirbelt den Schmutz auf und die absaugung saugt den aufgewirbelten Krams auf des halte ich persönlich sogar für die beste Lösung, du kannst ja darum Rum noch Lamellen b.z.w. nen Kasten bauen damit nicht umher wirbelt.

Ich hab da wauch noch keine gutte Lösung gefunden aber die halte ich für recht efektiv

Genauso will ich es bauen. Meine Experimente mit rotierender Bürste haben gezeigt, das schmalle Bürste effizienter als breite ist, weil durch kleinere Kontaktfläche mit dem Teppichboden weniger gebremst wird.

Bei "geschirmter" schmaller Bürste mit kleiner Düse (Schlauch mit innerem Durchmesser 13 mm) und wenn sich der Bot ständig dreht, sollte das ganze sehr effektiv sein. Wenn der Bot dazu noch nicht zufällig Fährt, sollte die gesamte Fläche ziemlich gleichmessig gereinigt werden.

MfG

warum nicht also du kanst ja mit der fahrichtung bürsten hätte den vorteiel das nicht gebremst wird alerdinks muste dann aufpassen das die bürste den bot nicht ziht

Der antreibende sehr starke Getriebemotor und das Antriebsrad mit gut profielerten Reifen lassen fast sicher nicht den Bot durch die Bürste aus der Fahrrichtung bringen.

Für mich ist schon die beste Lösung klar und ich möchte mich bei allen Diskutanten, die mir dabei geholfen haben, bestens bedanken. :)

MfG

Zitat:

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Zitat von PICture

Der antreibende sehr starke Getriebemotor und das Antriebsrad mit gut profielerten Reifen lassen fast sicher nicht den Bot durch die Bürste aus der Fahrrichtung bringen.
MfG

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Jo bei meinen ist des Ähnlich des gewicht reicht da locker aus :P verwende zwar LIPOs aber die mänge macht da auch schon etwas Gewicht immerhin verbaue ich 15Ah des einzig was mir da ehr sorgen macht ist die Ladesteuerung aber ich werde wohl ne sichere Methode finden :P

Hallo theborg!

Mein Bot könnte sogar schwerer als dein sein, weil ich ihn aus zwei Bleiakkus jeweils 2,8 Ah versorgen werde.

Was machst du mit Metallsplitter nicht aus Eisen ? Da sehe ich noch ziemlich große Probleme unter meinem Bastelltisch. Im schlimmsten Fall muss ich das wie bisher per Hand sammeln.

MfG

ja da hab ich selber keine Lösung für, bei mir geht es um katzenhare deswegen scheidet auch das mit der bürste aus.

hatte schon überlegt mit statischer Aufladung zu arbeiten aber des ist auch nicht wirklich gut bei der ganzen Technik die hier herumsteht.

Denke mal nicht Magnetische Splitter bekomst schwer bis ganicht weg

Damit sich längere dünne Teile, wie Haare, Nähpfaden, usw., nicht um die Bürste wickeln, habe ich schon ein Prinzip von medizinischer Gipssäge überlegt. Sie arbeitet so, das sie nur um bestimmten Winkel hin und her dreht. Es wäre theoretisch möglich, dass eine Bürste sich in Richtung hin schnell und zurück langsam dreht. Bisher habe ich aber leider keine einfache Idee, wie man das praktisch realisieren könnte.

Andere Möglichkeit ware, besonders bei schmaller Bürste, dass sie nicht um eigene, sondern um zu ihrer eigener senkrechte Achse am ihren Ende rotiert. Das müsste funktionieren, habe ich aber noch nicht probiert.

Ich muß es nicht oft machen, das Befreien der Bürste von sie umwickelnden langen Sachen ist aber mühsam und ich habe auch Interesse daran, dass ich es nicht mehr machen müsste. O:)

MfG

mir ging schon mal durch den Kopf, die Ventilatorflügel mit Borsten auszurüsten, die dann auf dem Boden den Schmutz lösen und im Luftstrom gleich abtransportieren. (Idee ist rein theoretischer Natur, da ich keinerlei praktische Erfahrung mit Selbstbaustaubvampieren habe :-) )PICnicks Gedanken in Deinem anderen thread gestern gingen in die gleiche Richtung. EDIT: Oh, es war sogar dieser thread. Komme schon langsam durcheinander. Bleibt aber immer noch das umständliche Säubern der Borsten und der Ventilatorflügel.

Gruß
Searcher

ja da ist auch viel "Learn by Do" bei bin grade beim entwickeln daher ist es auch mal gut zu lesen was andere so Planen.

Ich hoffe nur, dass meine schmale Saugdüse (sprich: Schlauchöffnung) zumindest so stark, wie bisher benutzter 1200 W Staubsauger wird und ich auf eine rotierende Bürste verzichten kann.

MfG

Hallo!

Weil für die sich hin und her bewegende Saugdüse nur einen sehr elastischen Schlauch mit Innendurchmesser 5 mm erhalten könnte und meine Saugpumpe erzeugt im Zuleitungsschlauch 13 mm doppelte Luftgeschwindigkeit, als der bisher benutzter 1200 W Staubsauger in 30 mm Schlauch, habe ich aufgrund bisher hier im Forum erworbenen Kentnissen ausgerechnet, dass wenn ich am Eingang des saugenden 13 mm Schlauchs 16 Schleuche 5 mm anschliesse, sollte die Luftgeschwindigkeit am Eingang von jedem 5mm Schlauch theoretisch gleich der vom großen Staubsauger sein (siehe Code). Um gleichmässige Verteilung der Luft auf alle dünne Schläuche zu gewährleisten möchte ich, als Zwischenvolumen, sie alle am Umfang (Rand) eines Trichters anordnen. Der Unterschied zwischen der Theorie und Praxis ist mir klar.

Stimmt es rein theoretisch, da die gesamte Fläche der 16 Schläuche 5 mm, vom Durchmesser ausgerechnet, der doppelter Fläche des 13 mm Schlauchs gleich ist ?

MfG

Code:

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                  |  |
                  | A | Schlauch mit Fläche S = 132,73... mm²
                  | | | innen 13 mm, aussen 17 mm
                  |  |
                  /    \
                /      \
                /        \
              /          \
              /            \
            /              \
            /                \
          /                  \
          /                    \
        /    Zwischenvolumen    \
        /                        \
      /                          \
      /                            \
    /                              \
    | + + + + + + + + + + + + + + + |
    | | | | | | | | | | | | | | | | | 16 Schläuche mit Fläche 2S
    | | | | | | | | | | | | | | | | | innen 5 mm, aussen 8 mm
                                      Gesamtbreite ca. 128 mm
      A A A A A A A A A A A A A A A A
      | | | | | | | | | | | | | | | |

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PICture,

Radio Erivan würde antorten: Im Prinzip ja! ;-). Flächenmässig haben schon 14 Stück 5mm-Schläuche die doppelte Querschnittsfläche wie ein 13mm-Schlauch.

Aber: Wegen des verhältnismässig engen Durchmessers (5mm), stellt sich darin ein laminares (die Alternative ist ein turbulentes) Strömungsprofil ein. Dadurch ist der Durchsatz nicht proportional zum Querschnitt (r^2), sondern zur vierten Potenz (r^4).

Guck mal in Wikipedia nach dem "Gesetz von Hagen-Poiseuille". In der dort angegebenen Formel musst Du den Differentialquotienten (dp/dz) durch den Quotienten "Druckabfall dividiert durch Schlauchlänge" ersetzen. Wie Du siehst, ist bei laminaren Strömungen der Durchsatz proportional zum Quadrat des Rohrquerschnitts (r^4).

Demnach bräuchtest Du rund 45 Stück 5mm-Schläuche, um denselben Durchsatz wie beim 13mm-Schlauch zu bekommen. Die Natur ist manchmal richtig gemein :-(...

Du darfst auch nicht vergessen, dass die Luft, die Du ansaugst, nicht richtig "sauber" ist: Du willst ja Staub saugen. Die engen Querschnitte werden sich also recht bald schon zusetzen. Mein Vorschlag ist also, eher 10 Stück 8mm-Schläuche zu nehmen. Damit erreichst Du den gewünschten Durchsatz und hast noch genügend Reserve für Staubablagerungen.

mare_crisium

Hallo mare_crisium!

Herzlichen Dank für deine ausführliche Erklärung und Ausrechnung nötigen Schläuche ! :)

Weil die Schläuche nicht elastisch werden müssen, da sie die geplannte sich hin und her durch die Breite des Bots bewegende Saugdüse ersetzten sollen, würde ich es so bauen, wie du vorgeschlagen hast.

Fürs Lernen der allen Gesetzen habe ich Keine Zeit (sprich: Lust), weil eine Frage wird, so wie bisher, meistens schneller von kompetenten Leuten beantwortet.

Noch mal besten Dank für deine große Hilfe ! :)

MfG

Hallo!

Nach ziemlich langem denken und Experimentieren mit 20 W Staubsauger, der für meinen Raumpfleger vorgesehen ist, habe ich endlich das Prinzip einer Saugdüse verstanden und begriffen, dass nur ihr Umfang und Abstand zur absaugender Oberfläche und nicht ihre Fläche wichtig ist.

Weil ich mich bisher nie im Leben mit Konstruktion von Staubsauger beschäftigt habe und die Fachbegriffe nicht kenne, habe ich eigene Formel zur Berechnung einer Saugdüse, wie folgt, angenommen.

Ud = gemessener dynamischer Unterdruch im angeschlossenem Schlauch
Su = Saudüse Umfang
Fp = Su / Ud, Parameter ausgerechnet anhand eines handelsüblichen Staubsaugers

Nach früheren Messungen von dem 1200 Staubsauger habe ich Fp = 300 / 100 = 3 ermittelt. Aus Messungen meiner Luftpumpe wurde für meine Saugdüse bei gleichem Fp den Umfang Su = Fp * Ud = 3 * 200 = 600 ausgerechnet.

Für experimente habe ich für die Saügdüse eine rechteckige Öffnung (140 x 6) mit fast gleichem Umfang, wie bei dem 1200 W Staubsauger genommen. Im Vergleich zu dem "großen" Staubsauger hat sich der "kleine" in praktischen Tests wirklich als effizienter erwiesen, da der Umfang kleiner als ausgerechnet für den dynamischen Unterdruck ist.

Vielleicht sind meine theoretische Überlegungen falsch, dann bitte um Behlerung, bevor ich meinen Saugbot unwiderruflich falsch baue... :)

MfG

Zitat:

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Fp = Ud / Su
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..den Umfang Su = Fp * Ud ..... ausgerechnet

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aus der ob. Formel sollte doch sein Su = Ud / Fp ?

Steh ich da altersbedingt auf einem neuronalen Schlauch ?

Hallo PicNick!

Stimmt! Vielen Dank fürs Finden des Fehlers... :)

Auf dem Schlauch bin ich vorübergehend gestanden. Die Formel habe ich falsch formuliert und schon berechtigt.

Ein Foto von meinem fertigen sehr effektiven kleinen Staubsauger (20 W) habe ich in https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=49716 gepostet.

Schönste Grüße an alle ! :)